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为提升黄河兰州段城区堤防的防洪能力,保障城市安全,同时兼顾城市景观与生态环境协调发展的需求,开展堤防加高形式与防浪墙选型系统研究.根据现状堤顶高程与百年一遇设计洪水位的超高差,结合现场地形、断面型式及城市功能布局,提出多种加高方案,并进行技术经济与环境协调性综合比选.结果表明,对路堤结合复式断面段,超高不足 1.0m 时推荐采用经济性好、景观协调性强的花池防浪墙;超高 1.0～1.5m 段推荐采用通透性佳、视觉影响小的玻璃防浪墙;在公园广场等重要亲水区域则采用对景观影响最小的装配式防浪墙.研究成果可为城市河道堤防加高改造提供技术参考.
堤防加高防浪墙选型景观协调结构设计
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为了解决软土地区复杂地层路堤沉降预测中时空特征耦合建模难的问题,提出融合多源信息的神经网络模型.以地层剖面图为模型输入,采用卷积神经网络(CNN)提取土层的空间分布特征,引入残差连接与自注意力机制加强特征提取;结合地下水位与历史沉降数据构成双变量时间序列,利用双向长短期记忆网络(BiLSTM)建模;通过贝叶斯优化算法寻找最佳参数组合.基于西险大塘实测数据集上的训练、验证与测试的结果表明,模型的平均绝对误差、均方根误差和决定系数分别达到 0.028 6 mm、0.04 mm 和 0.956 9,优于对比模型,证明了所提模型在复杂地质条件下进行地表沉降预测的有效性和工程应用价值.
多源异构数据融合深度学习路堤沉降预测CNN双向长短期记忆网络(BiLSTM)贝叶斯优化算法
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为解决复杂地质条件下市政道路建设填方路堤的变形控制技术难题,本文以龙海市浮南大道(二期)道路工程为依托,结合工程地质条件和施工期变形监测数据系统分析了填方路堤的沉降发展过程.结果表明,填方路堤沉降量随时间增长呈递减增长趋势变化,填筑阶段是沉降控制的关键期,填筑期45d内完成的沉降量约占最终沉降量的52%～55%;填方路堤沉降沿横向呈现中间大、两侧小的分布形态,最大沉降点位于路堤中心线附近;软基厚度、填筑速率及填筑高度是影响沉降量的主要因素,其中软基厚度与最终沉降量的相关关系系数为0.82;采用分层填筑工艺并控制填筑速率在2.5～3.0m/月内时可有效降低总沉降量,超过3.0 m/月时将导致更大的总沉降量和更长的稳定时间.
复杂地质填方路堤变形演化沉降控制软基厚度
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以南四湖流域自然禀赋为基础,系统总结济宁市在现代水网建设、防洪减灾体系完善、水资源集约利用、水域岸线管控、水环境整治等方面的措施与成效.从安全、设施、资源、生态、环境五个方面,分析了水利建设对多产业融合发展的全方位支撑作用,并提出路堤结合、水航融合、临水兴工、依水文旅、以水促农等水利赋能产业融合的典型模式与实践经验.
南四湖水安全水资源水生态水环境水利产业融合
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针对软土地区公路路堤建设中硬壳层对地基受力特性的调控作用,通过数值模拟与理论推导相结合的方法,系统研究了路堤静荷载作用下硬壳层厚度、弹性模量等关键参数对软土地基附加应力分布的影响规律.基于双层地基应力传递机制,引入硬壳层效应系数,推导得到考虑硬壳层影响的软土地基承载力计算公式,并通过工程实例验证了公式的合理性.研究结果表明:硬壳层弹性模量的提升可显著降低软土地基内部附加应力峰值,当硬壳层模量与软土模量比值>10时,附加应力扩散效应趋于稳定;硬壳层厚度增加对附加应力的削弱作用存在临界值,在本研究条件下,临界厚度约为路堤高度的0.8倍;所提承载力计算公式能够有效反映硬壳层的承载贡献,计算结果与工程实测值的相对误差<8％.
软土地基硬壳层路堤静荷载附加应力分布地基承载力双层地基
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采用水泥搅拌桩复合地基对桥头软土地基加固可有效控制桥头路基沉降,但现行规范仅控制桥台与路堤相邻处的工后变形.按常规方案设计易产生二次跳车等病害.通过建立有限元模型对桥头软土地区路基工后沉降进行全面分析,提出以桩长渐变为主、桩间距微调为辅的桥头软土地区路基加固段设计方法及技术路线.工程实例验证表明,该分区设计方案可有效控制桥头软土地区路基的工后沉降,显著缓解二次跳车、提升行车平顺性,可为软土地区路桥过渡段搅拌桩地基处理提供理论依据与设计参考.
水泥搅拌桩路桥过渡段分区渐变设计桥头跳车工后沉降
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为探明裂隙性填土路堤在极端降雨下的响应特征,以某大变形裂隙性路堤边坡为例,基于强降雨下渗流-应力-边坡分析方法,通过数值计算分析强降雨和裂隙深度对边坡孔隙水压力、水平位移及稳定系数影响规律.结果表明:强降雨入渗下,坡体孔隙水压力沿深度呈分区分布,依次为饱和区、浸润区和影响区,其中饱和区深度与预设裂隙深度基本一致;降雨强度、历时及裂隙深度越大,边坡水平位移增幅越大、稳定系数越低,降雨历时与裂隙深度控制作用突出.裂隙性边坡大变形机理为:填土边坡产生裂隙-降雨沿裂隙入渗-土体结构损伤、吸附强度降低-边坡变形增大、局部应力集中-诱发裂缝扩展、土体结构损伤-边坡变形持续积累、抗剪强度持续减小-边坡产生大变形甚至失稳.
公路工程高填路堤强降雨孔隙水压力边坡位移变形机理稳定性
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依托某深厚软土地基改扩建工程,采用 ABAQUS软件建立不同路堤宽度数值模型,研究软土地基上既有高速公路改扩建超宽幅路基附加沉降及工后沉降规律.结果表明:路堤由六车道拓宽为八、十、十二车道时,地基表面沉降由"V"形变为"W"形,最大沉降位置由路堤中心向老路路肩偏移;附加沉降峰值位于新老路基拼接处,地基表面最大附加沉降分别为 9.74、26.55、37.99 cm;最大差异沉降值和最大附加沉降值位置均与路堤拓宽宽度呈正相关线性关系;路堤顶面最大沉降量分别为 8.23、19.07、23.43 cm,横坡比增大值分别为0.36%、0.72%、0.80%,后两者超出现行规范小于0.5%的要求.
高速公路深厚软土改扩建超宽幅路堤多元长短组合桩横坡比差异沉降
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针对西南红层软岩路堑高速铁路无砟轨道基底易发生上拱变形病害的问题,结合红层软岩工程特性及路堑开挖应力调整机制,融合路堑特征、岩层性质、膨胀特性及水作用等关键影响因素,构建高、中、低三级上拱变形风险评估体系.防治措施:高风险区采用脱空式桩板结构,设置 15 cm厚脱空层与 10 cm防水层,实现地基变形与结构受力有效隔离;中风险区采用 1.5～2.3 m换填路堤式路堑结构,配合盲沟排水系统控制浅层膨胀变形;低风险区部署全自动监测系统实现实时预警.工程实践表明,该体系在某高速铁路红层软岩路堑实施后,无上拱病害,整治造价降100%、周期缩短500%,为350 km/h高速铁路轨道安全提供系统解决方案.
红层软岩高速铁路路堑上拱风险评估分级防治技术优势应用效果
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本研究以北川至安州高速公路高填方路基工程中典型沟谷高填路段作为研究对象,采用ABAQUS 建立 24 m 高路堤-软弱地基有限元模型,分析高填路基沉降演化规律及土工格栅加固效果.结果表明:高填路基沉降具有明显的时效性,整体呈"快速增长-逐步放缓-后期稳定"的演化特征;365 d 时未加筋工况中心沉降为 194 mm,铺设 2 层和 3 层格栅后分别降至 117 mm 和 65 mm,降幅分别为 39.7%和66.5%;在横向分布上,土工格栅可有效降低沉降峰值,并减缓沉降槽梯度,3 层格栅工况横向差异沉降率峰值较未加筋工况降低 69.23%;同时,基底附加应力峰值由 82 kPa 降至 61 kPa.土工格栅能够通过改善荷载扩散路径、减缓局部变形发展和增强填体整体性,实现高填路基减沉与变形协调控制;对于软弱覆盖层较厚的沟谷高填路段,宜采用"合理控高-地基处治-格栅加筋"相结合的设计思路.
高填路基土工格栅ABAQUS沉降特性数值模拟
